1、ICS 11.040.70 C 40 道自中华人民共和国国家标准GB/T门417.7-2012眼科光学接触镜第7部分:理化性能试验方法Ophthalmic optics-.Contact lenses 一Part 7 : Physicochemical properties test methods 2012-12-31发布2013-06-01实施wqp仿问:地吗tu电儿叫中华人民共和国国家质量监督检验检菇总局唱舍中国国家标准化管理委员会a叩G/T 11417.7-2012 目次前言.m 1 范围2 规范性引用文件-3 术语和定义.4 接触镜的理化特性.4.1 试验方法、单位、重复性4.2 萃
2、取.2 4.3 透氧系数.4 4.4 折射率.4.5 含水量. . 17 4.6 接触角.5 试验报告.21 I GB/T 11417.7-2012 前眼科光学接触镜与GB/T28539(眼科光学接触镜和接触镜护理产品防腐剂的摄入和释放的测定指南和GB/T28538(眼科光学接触镜和接触镜护理产品兔眼相容性研究试验共同构成接触镜系列国家标准。眼科光学接触镜分为以下9个部分z一一第1部分z词汇、分类和推荐的标识规范;(GB/T 11417.。一一第2部分z硬性接触镜;(GB11417.2) 一一第3部分z软性接触镜;(GB 11417.3) 一一第4部分z试验用标准盐溶液;(GB/T 11417
3、.的一-第5部分z光学性能试验方法;(GB/T 11417.5) 第6部分z机械性能试验方法;(GB/T 11417.的一一第7部分z理化性能试验方法;(GB/T 11417.7) 一一第8部分z有效期的确定;(GB/T 11417.8) 一第9部分z紫外和可见光辐射老化试验(体外法); (GB/T 11417.9) 本部分为第7部分。本部分按照GB/T1. 1-2009给出的规则起草。本部分技术内容参考了ISO18369-4: 2006(眼科光学接触镜第4部分=理化特性试验方法和ANSI Z80. 20-2004(眼科接触镜标准术语、允差、测量和理化特性。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。
4、本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本部分由国家食品药品监督管理局提出。本部分由全国光学和光子学标准化技术委员会医用光学和仪器分技术委员会(SAC/TC103/ SC 1)归口。本部分起草单位z国家食品药品监督管理局杭州医疗器械质量监督检验中心、浙江省医疗器械检验所。本部分主要起草人=文燕、贾晓航、何涛、齐伟明、张莉、黄恰恰。m皿GB/T 11417.7-2012 眼科光学接触镜第7部分:理化性能试验方法1 范围GB/T 11417. 7给出了接触镜材料理化特性的试验方法，包括了萃取、透氧系数、折射率、含水量和接触角。本部分适用于接触镜理化性能的测试。2 规范性引用文件下列文件对于本文件
5、的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新本版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 6682-2008 分析实验室用水规格和试验方法GB/T 11417.1-2012 眼科光学接触镜第1部分z词汇、分类和推荐的标识规范GB 11417.2-2012眼科光学接触镜第2部分:硬性接触镜GB 11417.3-2012眼科光学接触镜第3部分z软性接触镜GB/T 11417.4-2012眼科光学接触镜第4部分z试验用标准盐榕液GB/T 11417.6-2012眼科光学接触镜第6部分=机械性能试验方法3 术语和定义GB/T 11417.1-
6、2012中界定的术语和定义适用于本文件。4 接触镜的理化特性4. 1 试验方法、单位、重复性表1中列出巳应用于制作接触镜的水凝胶和非水凝胶材料的理化特性是可测的。另外，表1中给出了这些特性的试验方法、单位、重复性。若采用其他试验方法，也应遵守以下规定。表1理化特性试验方法、单位、重复性项目重复性测量单位试验方法? _-一一-萃取b 质量分数4.2 透氧系数10% Dk单位4.3 折射率0.01 元量纲4.4 含水量2%(绝对值% 4.5 接触角20 () 4.6 Dk的单位是10-11(cm2/s)mL02/(mL hPa) 0 b根据GB/T11417.1-2012中的术语和定义，这些测试结
7、果的重复性应由独立实验室建立.1 GB/T 11417.7-2012 4.2 萃取4.2. 1 概述采用不同溶剂，通过索氏萃取法定量测定接触镜材料可萃取物是一种标准方法。将镜片干燥至恒重，萃取前后镜片在干燥状态下的质量之差即为镜片可萃取物质的质量。对于可萃取物质定量和定性的分析有助于对接触镜片新材料进行评价，同时也有助于确定临床前的检查程序。通过合适的色谱法、光度法以及湿法分析来测定镜片萃取出的物质，从而确定聚合过程中残留单体、交联剂和引发剂含量。4.2.2 原理本方法使用的是普通的索氏平取器。萃取中要选用水和至少一种合适的有机溶剂。在选用有机溶剂时，要考虑到榕剂对镜片材料基质的影响。理论上溶
8、剂不应致使镜片材料产生膨胀或降解。然而，对于新研发的接触镜材料，选择种使其产生可逆榕胀的溶剂将为超时萃取的可能提供有价值的信息。4.2.3 仪器标准的跚硅酸盐玻璃索氏萃取器(见图1)由圆底烧瓶(建议100mL).索氏萃取管(建议30mL) , 冷凝器和加热套组成。还需使用多孔不锈钢板、烧结玻璃、滤纸或类似带有玻璃棉塞的材质或其他合适密闭材料组成的管套，同时需一个真空干燥箱或类似的于燥仪器和一个具有0.1mg精度的分析天平。圄1萃取仪器4.2.4 试剂应采用符合GB/T6682-2008中三级要求的蒸锢水或去离子水。应采用分析纯或更高级别的有机溶剂(见表2)。应采用实验室级沸石或防暴沸颗粒。根据
9、被测材料的特性选用合适的干燥剂。2 GB/T 11417.7-2012 表2镜片萃取用溶剂的选用指导材料溶剂萃取水(蒸馆水或去离子水)温和萃取模拟眼内萃取轻微萃取非极性溶剂水凝胶材料正己统萃取多数非交联材料但可能会引起镜片材料癖胀和降解)I 乙E事或甲E事萃取所有非交联材料的但可能会引起镜片材料溶胀和轻|二氯甲烧或氯仿微降解水(蒸馆水或去离子水温和萃取模拟眼内萃取硬性镜片和正己烧轻微萃取非极性溶剂聚硅氧烧弹性材料二氯甲烧或氯仿萃取所有非交联材料(但可能会引起镜片材料洛胀和轻微降解)一一一4.2.5 测试样片测试样片应能代表成品片。应按照接触镜成品状态包装。试样的加工应与其产品的常规制造过程一致
10、。须经灭菌处理的镜片在样品制备时也需同样处理。抽取足够量的镜片，确保镜片样品在萃取之前的总干质量不少于200mgo 水凝胶镜片通常是置于含有无机盐的榕液中。当用水作为萃取溶剂时，为减少无机盐对测试结果的影响，应在计算时做出适当的调整，还需了解镜片的含水量，从而能精确计算出元机盐对可萃取物的影响。否则，在测试开始前，要将试样在室温下的水中浸泡，中间至少换水两次，每隔24h换水一次，以达到平衡。4.2.6 测试步骤在60c士5C温度下，最好在真空状态中，将试样干燥至恒重。称重前试样在真空状态中或含活性干燥剂的密闭容器中冷却至室温，称重精确至士0.1mg(ml)。将试样放入萃取套管中，向烧瓶加入体权
11、约为其容量70%的合适溶剂(溶剂选用见表2)。如需要，可在烧瓶中放人沸石，将圆底烧瓶放在加热套上，萃取套管插入索氏抽提器中，然后再将抽提器与烧瓶连接，在其顶部插入冷凝器。当使用极易挥发或易燃溶剂时，整个装置应置于通风柜中。接通水源并开始加热，萃取应至少进行4h。当溶剂冷却至室温后，从萃取套管中取出试样。按上述方法干燥试样，称重精确至士0.1m斟酌。注2萃取速率建议为4次/h-6次/h.4.2.7 结果计算萃取材料的量应表述为质量分数(%)，见公式。): % nu nu 咽， -m 一一取萃切. ( 1 ) 式中zml一一萃取前试样质量Fm2一-萃取后试样质量。4.2.8 测试报告应包含第5章和
12、以下内容z3 GB/T 11417.7-2012 a) 最初水合溶液的成分sb) 指明是否根据水合榕液中的盐分含量，对所得到的可萃取物百分比进行调整$0 本试验前试样是否在水中进行平衡。4.3 遗氧系数4.3. 1 概述接触镜材料透氧系数的测定有2种标准方法，在4.3.2中列出了它们的共同要素。在4.3.3中给出了极谱法要求，它适用于所有材料，测量范围为0-145。在4.3.4中给出了库仑法的要求，它适用于非水凝胶材料。2种方法的校准见4.3.5，在4.3.6中给出了报告要求。当采用其他方法测量透氧系数与标准方法有偏离时，需在这些偏离被校准后方可应用。初级测量几个接触镜试样材料的透氧量，从而测
13、定透氧系数。虽然在测量透氧量时可能会产生某些误差，通过对透氧系数求导能有效减少误差(修正。因此对这些误差进行修正后，从初级(元修正透氧量测量求导透氧系数是非常实用和方便的。然后对修正的透氧量值进行校准。4.3.2 方法的共同要素4.3.2. 1 参量参见GB/T11417.1-2012中的术语和定义，测量和透氧量求导的重要参量是氧流量(j)、透氧量、透氧系数和厚度如径向厚度)和调和平均厚度。当采用库仑法时，j等于流过库仑探头氧气的速率(L02/s)除以该面积(A)。当采用极谱法时，j是实测电流与暗电流的差值乘上公式(2)中的系数，然后除以阴极面积。厚度t是测点的径向厚度或测量区域的调和平均厚度
14、。通过测量中心厚度和已知的折射率，后顶中心曲率半径和后顶焦度，计算得到调和平均厚度，除非有其他指定，t的单位宜为厘米。当采用库仑法时，Dk等于测得的透氧量Dk/t乘上样品厚度t。当采用极谱法时，透氧量通过调整氧流过面积来修正，从测量的氧阻t/Dk与厚度t的曲线得到斜率l/Dk.透氧系数是材料的物理特性，不是材料样品形状或厚度的函数。当采用库仑法时，Dk/t等于氧流量j除以样品两边氧压差(氧局部压力。当采用极谱法时，透氧系数是通过边缘和界层修正的透氧量，乘上中心厚度t。透氧量是镜片材料和镜片厚度的特性值，取决于镜片的设计。4.3.2.2 测试样品本部分可用于测定水凝胶和非水凝胶弹性材料成品片的透
15、氧系数。同样也可用于测定水凝胶和非水凝胶弹性材料标准片的透氧系数。如果研究的目的是通过测量初级透氧量来测定成品镜片透氧系数，应在测试报告(见4.3.6)中给出接触镜与氧流量量(见4.3.2.1)接触中心面上的调和平均厚度。这个厚度与初级透氧量元关见公式(2)或式(10)J. 测试样品的后光学区域半径元要求，可为平板样品，也可从7.00mm-9.00 mm范围内变化。后、前光学区域直径应大于用于气体交换的被测中心区域的弦直径(阴极直径2h)。测试样品表面应清洁，且抛光质量应与人正常使用镜片产品一致。对于水凝胶材料，在测试前，样品应保存在室温(20c士2.0C)下在标准盐溶液(参照GB/T1141
16、7.4-2012)至少24h，并且在等效眼温度(35c士0.5C)下至少平衡2h. 4.3.3 极谱法4.3.3. 1 总则GB/T 11417.7-2012 本部分给出了使用极谱氧探头测定水凝胶和非水凝胶，硬性和弹性接触镜材料的透氧系数。步骤中给出了测量方法和测试条件。极谱法适用于测量各种光焦度和旋转对称几何镜片，硬性和非水凝胶弹性材料成品片的修正透氧系数(Dk)同样适用于测定水凝胶和非水凝胶，硬性和弹性接触镜材料标准片的修正透氧系数。4.3.3.2 原理简述当氧分子透过材料时，极谱法可通过电化法将它们从溶液中瞬间去除，从而直接测量透过一片测试材料的氧分子扩散数。当从样品中分离出一个氧分子，
17、它与覆盖着样品的后表面的氧传感器中心电极(阴极接触，瞬间电化转化成4个氢离子。产生的离子形成仪器可测量的电流，它与移动的氧分子成比例。测得的电流代人式(2)计算初级(非修正)透氧量，单位为mLOz/(A.s) (l-Id) Dk/t韧银=瓦拉X5.804X10-z式中PA一-大气压减水汽压的差乘以0.209(大气中氧气含量百分比值).hPa; A -一一探头中心电极(阴极的面积.cmz;I一一安培表测得的电流值.A;Id一-探头暗电流元氧的电流).A. .( 2 ) 在标准温度和压力下，假定每个氧分子减少需要4个电荷.1千克摩尔除以法拉第常数，除以每个氧分子减少所需的电荷数，得到的值为常数5.
18、804X10-z。为了导出特定材料的透氧系数，应进行边缘效应修正见4.3.3.3)和界层效应修正见4.3.3.的。只有这样才能计算得到符合GB11417.2-2012和GB11417.3-2012中的接触镜材料的修正透氧量。4.3.3.3 边缘效应修正在所有扩散方法中都有的效应是边缘效应。当氧从样品的一个表面通过材料另一面是不连续的，材料的横截面会发生边缘效应。在极谱法中，氧从样品比较大的前表面穿过，最终接触到镜片后面的阴极，因为前表面大于阴极面积，氧穿过镜片的前表面，像流过漏斗一样汇集到阴极。实际上，公式(2)中的A被低估，氧流量不再符合上面给出的阴极面积的线性函数。但是，如果阴极面积和样品
19、厚度的比值是在仪器给出的校准范围中时，可用一个相对简单的计算方法修正边缘效应，精度符合本标准要求。在4.3.3.4中需要用到透氧量的倒数，需要对初级倒数值(t/Dk或阻率进行边缘效应修正。可采用适用的公式(3)、式(4)、式(5)、式(6)修正初级t/Dk值。在下式中.t和阴极直径D的单位为mm，为了方便起见.Dk的单位表述为Dk单位，如在使用公式前，对10-11乘上1011: 当使用球状表面探头测量水凝胶镜片=(飞(k)f;l U X (1 + 2.5t :.1 = r一xf1+一一). . . . . . . . . ( 3 ) DkJ修正飞Dk测结飞当使用平面探头测量水凝肢镜片z(土键在
20、=(土)U X (1 +孚)DkJ幅古Dk 酬。. ( 4 ) 当使用球状表面探头测量非水凝胶镜片z5 GB/T 11417.7 2012 (:k)儿格= (乌认)儿翻齿11.01725+1钉叫t正0.587一川1阳脱圳汀一一=(:.1 X 1 1. 017 25+.LV.VV V:.VV vVJ 1 . . . ( 5 ) Dk 胞D 删哥1- D 1 当使用平面探头测量非水凝胶镜片z(k) = (九)酬11. 015 75 + 4t0. 471一1阳刚1一l=(:, 1 x 11. 015 75+.LV，.， V:.VV vVJ 1 . .( 6 ) Dk J. , D酬。1-. - .
21、- , D 1 非水凝胶镜片修正公式中包含Dk值，在这个阶段是未知的。为了解决这个难点，按公式(7)用t/Dk值(元界层效应修正计算Dk，用该方法得到的Dk值足够接近于真实值。式中zit一旦卫生)2 n Dk=一-一-i:E一-n次测量的总和，每次测量都有厚度(t;)和阻率。/Dk)i。( 7 ) 公式(7)得到的Dk值已经与用于边缘效应修正公式所需的值足够接近。然后Dk按照4.3.3.4计算，最后结果Dk值是经过边缘和界层效应修正的。4.3.3.4 界层效应修正对每种材料测试，至少采用4个具有代表性的不同厚度来测定初级(测量)Dk/t值，当透氧量倒数t/Dk与厚度t绘制曲线时，最小二乘回归线
22、的斜率就是修正界层效应的透氧系数的倒数O/D的。该步骤用于减少在极谱方法中常见的实验假象，由于在样品前后表面有停滞的水界层，同样在非水凝胶镜片和氧探头的阴极间放置的水桥(湿润滤纸也会产生阻碍。这个界层对氧流量产生了一个稳定的，较大的阻力。这些膜的阻力加上样品的阻力形成了仪器直接测量的总阻力，通过电流计算的初级Dk/t值，在经过边缘效应修正后仍然受到这些影响。但是，如果仪器是修正模式和按照下面的正确步骤，这些界层效应随厚度变化阻力为0。这样，通过上述的统计倒数斜率技术可消除界层效应在计算初级Dk值的影响。4.3.3.5 测试的重复性采用极谱法单次测量透氧系数(Dk)修正，每种材料至少4个不同厚度
23、进行测定，重复性偏差应在士10%之内。4.3.3.6 试剂和材料4.3.3.6. 1 混合氧气z混合氧气(容积百分比20.9%)和氮气或其他气体(容积百分比79.1%)的气体，若大气符合要求也可使用。应进行增湿处理，与测试样品前表面接触时，应为饱和水蒸气气体。4.3.3.6.2 滤纸z以非水凝胶材料的后表面与氧探头的前表面间的饱和盐榕液作为水桥飞测试时滤纸层应采用同样的类型和厚度，应持续饱和。代表性的是卷烟纸，其他滤纸也可使用。4.3.3.7 仪器在图3和图4中给出了一个透氧仪的示意图，它由一个夹紧装置，0形圈，尼龙网，滤纸，加热箱，热敏电阻，极谱探头，欧姆表和微安表组成。通过夹紧装置把与测试
24、样品前表面接触的尼龙网把测试样品紧压在探头的阴极上，0形圈将尼龙网位固定在适当的位置。当夹紧时，一片水凝肢接触镜测试样品就处于极谱探头与尼龙网之间(见图2和图3)。6 说明21一一尼龙网z2一一水凝胶镜片53-一平面电极。2 3 图2摞头和尼龙网间的水凝胶样晶a) 前规图说明21一一用于固定样品的套筒末端的尼龙网$2一一极谱电极固定螺钉z3一一适用的电极固定装置54一一移动套筒z5一一套筒固定螺钉，6一一极谱电极。小端口移动套管，用于放置平面样品.打断口移动套管，用于放置曲面梓晶.固3极谱测量的夹紧装置GB/T 11417.7-2012 b)侧视图2 3 极谱电极主体(见图。带有电极和热敏电阻
25、，由不透氧的聚合体制成。极谱电极的阴极为铅或24 K金制戚，直径为4mm。银的阳极(纯度二三99.8%)是环状的，包在阴极外面，中间由不透氧的聚合GB/T 11417.7-2012 体与阴极隔开。在阴极上钻一个小孔，放置热敏电阻。采用与接触镜一样的加工过程切削和抛光探头电极表面。当测试硬性和非水凝胶接触镜时，探头的表面应为球面和凸起的(半径为7.5 mm9. 0 mm)。当测试平面和水凝肢接触镜时，探头表面可同样设计，但是平面的。极谱探头是可移用的，这样平面和凸面探头可互相替换。阴极深嵌在不透气塑料的中心线上。带有0形圈的尼龙网将样品固定在阴极上。电子装置配有数字伏特表记录热敏电阻，一个微安表
26、测量氧流量量，必要的回路用于在阳极和阴极间维持恒定的电压。a) 平板电极前视图说明21一一俯视图$2一一银阳极E3一一绝缘z4一一金或铅阴极15-一温度探头z6一一与样品匹配的曲率$7一一温度输出连接z8一一温控探头z9一一阴极s10-阳极.6 敏:b) 幽丽电磁前视图。侧饵图固4极谱电极主体带有测试样品的整个探头放置在加热箱中，温度为35c土0.5c。箱子储备有水，维持测试样品暴露面的饱和水大气的相对湿度不低于98%。对于非水凝胶硬性测试样品，它的后表面应尽可能与探头和阴极的曲率一致。在夹紧前放置一层水饱和纸(薄滤纸或香烟纸)。在非水凝胶测试样品和氧探头间放置一张滤纸，这样可以提供一个前面讲
27、述过的水桥使极谱电极达到必须的本征画数(见图5)。8 , 说明21一一接触镜52一一氧流量F3一一移动套管s 6-0形环37 银阳极z8一一金或铅阴极;4一一尼龙网;9一一热敏电阻。5-一一饱和盐溶液的滤纸A1 3 4 6 5 7 8 9 固5带有非水凝胶样品的探头和保持网的极谱电摄示意固4.3.3.8 步骤4.3.3.8. 1 梓晶厚度GB/T 11417.7-2012 按照GB/T11417. 62012的方法测量平行或近平行样品的厚度。按GB/T11417. -2012中的定义和4.3.2.1的要求对有焦度样品测量调和平均厚度。4.3.3.8.2 暗电流Id的测定这个步骤建立了一个对零透
28、氧材料的参考电流。用一个隔氧屏障代替测试样品，用电表测量平稳电流。这个屏障由两片PMMA镜片和一片铝情片组成。屏障的必要特性是不透氧，它必须紧紧贴于阳极，因此没有氧气能通过它的边缘进入阴极，且它应为非导体。因这个屏障不会透氧，所以阴极不会接受到透过屏障的氧分子，则小的平衡电流就是暗电流。4.3.3.8.3 平衡电流的测量将测试设备放置在一个恒定的温度35.C士0.5.C中，将测试样品从储存溶液中取出。若样品由不含水材料制成，在探头表面放置一张饱和滤纸，若材料含水，则不需滤纸。将样品紧压在阴极表面，样品处于在阴极和带有O形圈的尼龙网之间。在测试前应达到一个平衡环境。然后，在35c下读取一个稳定的
29、电流值并记录。这个平稳的电流用于计算初级Dk/t.将镜片取下，对每种测试材料，至少对4片厚度不同样品重复以上步骤，至少进行4次独立测量。厚度建议为z最低可为0.04mm，最高可为0.40mmo可通过增加每片的测量次数和测试样品的数量GB/T门417.7-2012提高精度。独立测试是从仪器上取下样品，重新平衡样品，再次测量平衡电流。4.3.3.9 数据分析对每个测试样品按照4.4.3.2的方法计算初级Dk/t，平面阴极的表面积可用公式(8)计算zA=h2 当使用球状表面电极，可用公式(9)计算zA=2rr一(r2-h2)川式中zM一一阴极的弦直径zr 阴极表面的曲率半径zA一一阴极的表面积。.
30、( 8 ) ( 9 ) 通过计算每个测试样品的初级透氧量的倒数(t/Dk，或氧阻)，选用4.3.3.3中适用的边缘修正公式。对同样接触镜材料制成的样品使用边缘修正值，在4.3.3.4中给出界层效应修正。t/Dk与t对应是近似直线关系，这样可以测定一个有效的Dk值。每种材料测量多种厚度可增加测试的线性能力，测试范围可达145X 10-11 (cm2 /s) mL02/(mL hPa门。修正的透氧系数Dk最后应按照4.3. 5进行校准。4.3.4 库仑方法4.3.4. 1 总则本方法描述了用库仑法测定硬性和非水凝肢弹性接触镜材料的透氧系数，并规定了测量的步骤和测量的条件。库仑法适用于测定有焦度和旋
31、转对称几何镜片的硬性和非水凝胶弹性接触镜片的透氧量。同样适用于接触镜材料的标准片。它特别适用于测定透氧系数值大于145X 10-11 (cm2/s) mL02/ (mL. hPa门，它超出了极谱法的测量范围，但库仑法不适用于水凝胶材料和水凝胶镜片。4.3.4.2 原理一个硬性的或非水凝胶弹性接触镜放置在仪器上，在眼温度(35C)下使接触镜前、后表面区域接触到气体混合物。接触镜把前气体环境和后气体环境分离开，氧气流从前环境到后环境流动，接触镜形成了一个屏障。净化这两种环境和接触镜中的所有可测氧气。一旦净化后，在前环境室充入一种含氧气体，并通过接触镜扩散。在后接触镜表面的后环境室流过一种元氧的惰性
32、载气，带走已经通过接触镜屏障的氧分子。含有低浓度的氧载气输入一个库仑传感器，该传感器产生一个与流经探测器的氧浓度成比例的电流。仪器经正确校准后，可以精确测量探测器的氧浓度，氧流量量率(L02/s)通过探测器可以得到测定并记录下来。4.3.4.3 计算值在知道了氧通过的接触镜的面积(A，单位是cm勺，接触镜或样品厚度，计算出来的氧通量(Q02) 或记录下的经过探测器的氧流量量率(L02/s)，和测试时前、后环境室氧压力差值(PA-PP，单位是hPa，在此PA大约为207hPa，同时假定如为零)，可用公式。0)推导出氧通量(Q02) ，透氧量(Dk/t)和透氧系数(Dk)。10 1h-t qozv
33、1 一一，、一PAXA、103. ( 10 ) GB/T 11417.7-2012 式中zDk 测试样品的透氧系数，1O-1l(cm2/s) mL02/(mL. hPa)J; PA -一(大气压一水蒸气压)(0.209是氧分压)，hPa; t 一一径向厚度或平均调和中心厚度，cm;A 测试样品的暴露面积，cm2; qoz一一流经探测器的氧流量量率，L02/s;击一将L转化成mL的系数。4.3.4.4 边缘效应当氧气流过的前表面和后表面区域之间有差异时，所谓的边缘效应可能影响测得的测试样品的透氧量和透氧系数。当使用库伦法测量时，该前、后表面区域几乎是相同的，所以上面所描述的边缘效应是可以忽略不计
34、。4.3.4.5 界层效应因为硬性和非水凝胶弹性样品被测表面均没有水溶液，所以边界层是不存在的。因而，对非水凝胶样品的库仑测定法不需要使用针对界层效应的校正因子。4.3.4.6 测量重复性单一库仑法测定透氧量(Dk/t)和或)透氧系数(Dk)的重复性偏差应在士5%之内。4.3.4.7 试剂和材料4.3.4.7. 1 元氧载气由混合氯气(体积分数97%99.5%)和氢气(体积分数o.5%3%)组成。载气应干燥，其氧含量不超过100L/L(100ppm)。在该气体到达扩散腔之前，氧去除器和水分去除器确保其元氧和干燥，而且水蒸气压PP为零。4.3.4.7.2 含氧的测试气体掘合氧气(体积分数20.9
35、%)和氮气体积分数79.1%)的气体。在测试气体导人扩散腔的前环境室之前，水分去除器确保干燥。4.3.4.7.3 密封油脂几乎不透氧的一种高蒙古度元硅树脂活塞油脂，或一种高真空油脂。用于密封接触镜片和两个扩散腔。4.3.4.8 仪器4.3.4.8. 1 氧气传输仪器z如图6所描绘，包含一个扩散腔，0型环和加热腔，流量表，库仑氧传感器，负载阻扰和记录仪。使用不透氧腔室，间和管路，可用于清除扩散腔内两个环境室中的氧，并引人含氧的测试气体进到前环境室内(图6中上室)，和输送载气流经后环境室(图6中下室)到达库仑氧传感器。在载气进入后环境室前，氧去除器确保它元氧，而水分去除器确保它干燥。11 GB/T
36、 11417.7-2012 a) 仪器示意图说明$1一一空气源52 载气源s3 气体干燥器F4 温控E5一一库仑传感器$6一一电压记录仪57一一测试气体s8一-接触镜z9一一热控回路510一一加热回路s11一一热电偶反馈回路，12一一载气探测器。9 10 一-12b) 镜片放置示意图固6库仑仪器示意圄4.3.4.8.2 扩散腔见图7)不透氧且为分为两半。当放置一个测试样品时，腔的空间被样品分割为两个环境室。当卡紧时，上下腔容积的准确数值并不是重要因素。这些容权应该足够小，可允许气体快速交换，但是不能太小，否则导致不能支撑一个测试样品，从而发生下垂或者凸起，接触到腔的顶部或底部。腔有一个热敏电阻
37、器测试温度，并安装一个加热装置维持环境室和样品温度在35c士O.5 C.扩散腔上半部(这半部输送含氧的测试气体到样品的前表面有一个尺寸适当的环状沟槽，嵌装一个聚氯乙烯0型环，与测试样品前表面接触。腔下半部的表面有一个平滑的环状固定凸缘，与测试样品后表面相接触。固定凸缘应无径向划痕。12 . 说明g1一一硬性接触镜样品z2一一前室53一一后室s4一一0型环55一一涂抹密封润滑油的表面氧气流z6一一测试气流入E7 输出38一一氧流量z9一一输送气体进气s10一一流出到电量氧传感器。GB/T 11417.7-2012 2 6 7 5 4 9 10 3 固7库仑法扩散腔4.3.4.8.3 聚氯乙烯0型
38、环z当扩散腔两部分封闭时，聚氯乙烯0型环压在测试样品前表面，用于界定与氧流量接触的测试样品的面积。当扩散腔除氧时，事先在每个与样品接触的环状区域涂抹密封油脂确保测试样品中心区域是不含氧的。因而，一个环状加压带把测试样品夹在两者之间，这两者分别是z扩散腔前半部中已涂密封油脂的0型环和扩散腔后半部的巳涂密封油脂环状光滑表面。在测量氧流量速后，把测试样品从扩散腔上取下，测量留在测试样品前后表面的环状印记，从而测定测试样品暴露于氧气流的面积(A)。印记的内圆直径(2h)表明了测试时氧流量过的样品区域外缘。2h是接触镜样品暴露的后表面的弦直径，应小于后中心光学区直径。对平的测试样品，样品暴露于氧气流的面
39、积(A)等于h2。对于球形样品(如球形接触镜)，当2h已经测出且后中心光学曲率半径已知时，暴露于氧气流的面积(A)可以从公式(的中确定。4.3.4.8.4 加热系统和氧去除器z由简单的电阻加热器或等效物，应能加热扩散腔和测试样品的温度到35c。一个热敏电阻器和适当的电子控制反馈回路将用于监视和维持温度在稳定值士0.5C)。包含3g-5g铀或钮(质量分数0.5%)的铝或等效物的氧分离器。从载气中去除所有残留的氧。氧去除器中的催化剂使氧分子(02)与载气的氢分子(H2)反应来除去氧。这样的去除器有规定的容量，在使用过程中若出现容量已满则需更换。流量范围为5mL/min到100mL/min的流量计用
40、于检测载气和测试气体的流速。4.3.4.8.5 库仑传感器z用于测量气体湿度。库仑传感器长期与干燥的气体一起使用，可能导致输出下降和响应时间变长。假如电量传感器过于干燥，可以在进口连接处注人大约2mL去离子水到传感器中进行修正。盐水不与库仑传感器接触是很重要的，否则需要替换探测器。因而，在传感器变得过于干燥时，只有去离子水(非盐水)才可被注人传感器中。4.3.4.8.6 库仑传感器和记录系统z用于测定载气中的氧浓度。经过合适的校准后，氧敏感的库仑传感器按其主要工作效率(95%或更高将载气的氧浓度转换成通过探测器的氧流量速，单位L/s。传感器为多孔状媒介质电极块与石墨块结合体，或等效传感器，应浸
41、泡在何氢氧化物电解液中的。应避免与GB/T 11417.7-2012 盐水游离氯，氧化剂和二氧化碳与传感器接触。可读电压范围0.100mV50 mV，最小分辨率10V，对应测试的库仑传感器的输出电压，内置负载阻抗值为5.3 n53 n。输入阻抗为5000n或更高是可以接受的。4.3.4.9 测试样晶处理在测试前，应当去除测试样品材料和系统中所有的氧。对高透氧材料而言，例如有机硅，有机硅丙烯酸醋，有机氟聚合物等，测量前从扩散腔中除氧即可满足要求。然而，对非水凝胶低透氧材料，像有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲醋PMMA)，在扩散腔封闭并随后净化除氧前，测试样品应在氧化钙的干燥剂件下存放最少48h。4.3.
42、4. 10 步骤4.3.4. 10. 1 样晶厚度平行或接近平行样品的厚度应该参照4.4.2来测试。其他样品的调和平均厚度应按4.4.2中所描述的来测定。4.3.4. 10.2 仪器准备如果测试前，仪器暴露在湿度较高的环境中，必须排除系统气体以去除残留的水分。该工作可以通过由水分去除器干燥过的载气过夜吹扫来完成，同时旁路库仑传感器。加热仪器加速干燥和脱气过程。4.3.4. 10.3 安装测试样晶测试样品从其条件环境中取出，其后表面外围放置于后环境室的有油脂的环形光滑表面上。确保样品元皱榴和折缝。下一步放置扩散腔的前半部，使得有油脂的0型环直接在环状样品区域接触测试样品的前表面，该区域已经与后固
43、定凸缘相接触。将扩散腔的两部分紧密的夹紧，测试样品被封闭在两者之间。4.3.4. 10.4 除氧系统库仑传感器被旁路后，输送气体开始以50mL/min60 mL/min的速率流入扩散腔的前、后环境室。3min4 min后，流速下降到5mL/min15 mL/min，维持10min、-30min.接着，已经流过前后两环境室的输送气体被送人库伦传感器。传感器的输出在此时很可能会突然增加，表明载气含有氧气。假定系统中没有渗漏，氧有可能是测试样品连续脱出的结果。输出气体的过程将持续下去，直到传感器输出稳定在一个低的值，这就是零电压输出(Vo)，最好是周期性地分流输送气体到传感器以便监控氧化作用，而不是
44、长时期持续的使用传感器接收气流。对非常低透氧量的、厚的测试样品和或)材料可能需要除氧几个小时，或甚至过夜，直到得到一个稳定的低的输出电压。有着高透氧量的测试样品可能仅仅需要10min20 min就能达到Vo的要求。4.3.4. 10.5 最终电压输出测定一旦Vo建立起来，流经扩散腔的后环境室的载气与除氧过程维持相同的速率。含氧的测试气体开始以类似的流速经过前环境室，来代替在除氧过程中的不含氧的载气。氧透过接触镜测试样品，由载气导向库仑传感器，探测器输出电压逐渐增加，最后，输出值稳定在一个值，就是最终电压输出(VE)。低透氧量的接触镜(厚的，低Dk)的特性，是传感器需要相对长的时间(1h2 h)
45、去稳定在一个低的最终电压输出。对高透氧量的接触镜，最终输出在5min10 min就能达到稳定。因此，可以同时测试试验样品的相对透氧量。GB/T 11417.7-2012 如果测定最终输出(VE)之前，传感器读数稳定性出现问题时，传感器应该被旁路一整夜(6h 8怕，此后气流重新恢复，VE能被重新测试。如果两个VE估值一样，正确的值应该是初始获得的那个。如果第二个VE高些，那么最初的稳定条件已达到。4.3.4. 10.6 计算氧流量量率(p.L02/s)经过库仑传感器的氧流量量率是推导出透氧量和透氧系数的关键值。已知零输出和最终输出电压(Vo和VE)、负载阻抗(RL)和校正常数(K)，氧流量量率按
46、公式(11)能被推算出来z、，-nu-V一-L V刊豆，、-K-z o n .( 11 ) 式中zk一一校正常数zVE 最终电压输出:Vo -零电压输出;RL一一负载阻扰。4.3.4. 10.7 初步校正通过4.3.4.10.4-4.3. 4. 10. 5的方法测定个已知透氧量CDk/叶的非水凝肢标准参考材料(SRM)的Vt和叭。通常情况下，使用参考材料SRM1470进行检测，该材料已被美国国家标准和技术研究所认可。SRM1470的Dk/t为0.072士O.0045D是/t单位。氧流量速(LOz/s)由公式(10)推导出来，已知参;考样晶暴露的面积(A)和前环境室的局部氧压力。PA太约是207
47、hPal55 mmHg) ，但是可能受试验时地点和时间的太气隘的影响(见方程(10)。己知RL和测镑的VE和町，校正常数(K)可用式(11)计算出来。仪器定标最好用不同标准参照材料样品进行几汰植核，以建立一个严格的置信区间校正常数(K)。若K值随时间明显漂移可能表示库仑传感器效率的下降。4.3.4. 10.8 关闭程序在测试结束时，若本次测试完毕后，不久就进行下次测试，仪器应该放置在下述环境za) 旁路库仑传感器;b) 关闭测试气体，并重新将载气输送到前扩散腔室，继续将载气流入后环境室zc) 减少输送气体流速到小于5mL/min; 避免气体反向扩散进入系统是很重要的，因而，在所有的时间内确保输送气体正向流经系统。仪器不使用时，气流可以很低(5mL/min).当仪器可能很长时
